古地磁定向的目的是確定巖芯的原地方位角，通過測定天然巖芯中的粘滯剩磁確定其與現(xiàn)代地磁北極的偏角，結合地理北極和地磁南極的夾角，就能恢復巖芯在地下的原始方位。

巖芯從地層中取出將產生彈性應力釋放，導致巖石內微裂縫的發(fā)育。由于聲波速度和衰減對裂縫極其敏感，因此裂縫會導致聲波速度的各向異性。這種各向異性在巖芯上得以保留，其測量結果可用于確定巖芯尺度上水平主應力方向。

三向主應力分別指上覆地層應力、最小水平主應力和最大水平主應力。

上覆地層應力也叫垂直應力，是由上覆地層重量引起的，如果上覆地層的平均密度為ρa，則上覆應力σv可由以下公式計算。

Z為深度，ρ_a為地層密度，采用密度測井數(shù)據(jù)計算可獲得更準確的上覆應力。

頁巖的巖石力學性質（楊氏模量、泊松比等）在水平和垂直方向上具有各向異性?；趲r石力學參數(shù)計算最大水平主應力和最小水平主應力的公式如下：

E_h,v，ν_h,v分別表示水平和垂直方向上的楊氏模量和泊松比；P_p表示孔隙壓力，通過地層測試或壓力恢復測試獲得；α_h,v表示水平和垂直方向上的有效應力系數(shù)；k_h為校正系數(shù)（與區(qū)域構造應力有關）。

Kaiser效應的基本原理是，當材料受到荷載時，當施加的應力超過之前所經(jīng)歷的最大應力時，材料會發(fā)出聲發(fā)射。使用Kaiser效應進行巖石地應力估算，需要在室內對巖芯進行單軸壓縮試驗。

對于非定向取芯的巖芯樣品，地應力評價的第一步就是要恢復巖芯樣品在地下的方位角，需要采用古地磁定向方法。古地磁測試實驗室由磁屏蔽空間、磁矢量系統(tǒng)、退磁系統(tǒng)等組成，如下圖。

REMASOFT古地磁數(shù)據(jù)處理軟件（Fisher統(tǒng)計）

我公司采用GCTS CVA-100圓周波速測定儀在全直徑巖芯圓周方向上每隔15°測量聲波速度，聲波速度最小方向即為全直徑巖芯上最大水平主應力方向。

我公司采用英國INSTRON通用測試系統(tǒng)進行圓柱試樣的壓縮實驗，實驗過程中同步監(jiān)測軸向和徑向應變，獲得應力-應變曲線，計算楊氏模量和泊松比。楊氏模量是軸向應力與軸向應變之比，泊松比是徑向應變與軸向應變之比。

圓柱試樣壓縮實驗及應力-應變曲線

有效應力系數(shù)，又稱Biot系數(shù)，與巖石體積模量與組成巖石的礦物顆粒體積模量有關，巖石體積模量具有各向異性，頁巖水平和垂直方向上的體積模量（K_h, K_v）可由彈性參數(shù)（楊氏模量和泊松比）計算，公式如下：

采用Kaiser效應估算原位地應力大小，實驗室中對巖芯試樣進行單軸壓縮試驗的同時，監(jiān)測聲發(fā)射事件。